JP6716846B2 - 建物一体型太陽光発電屋根 - Google Patents

Description

本発明は、建物一体型太陽光発電屋根に関し、より詳しくは、太陽電池モジュールの間に中間吸排気モジュールを設けることで、太陽光発電過程で発生する高熱を速かに外部に排出させるとともに建物内部の空気を容易に換気させることができる建物一体型太陽光発電屋根に関する。

近年、資源の枯渇による代替エネルギー源として太陽光発電に対する関心が高まっている。太陽光発電は地球に入射する太陽光を電気エネルギーに変換させる統合的な技術で、そのものが環境に優しいのみならず、装置が取り付けられて一旦作動すれば、別途のエネルギー投入がないとしても太陽さえ存在すれば電気生産が可能な利点があるので、徐々にその応用範囲が拡がっている。

通常、太陽光発電は、複数の太陽電池セルと、太陽電池セルを電気的に連結する電線と、太陽電池セルを外部環境から保護するフィルム又は保護ガラスなどを含んでなる単位太陽電池モジュール（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｎｉｃ ｍｏｄｕｌｅ）を直列又は並列で連結して運用する。このような太陽電池モジュールを建物に適用するために過去から現在まで最も普遍的に使われている方式は、図１４のように、既存の建物屋根１０をそのまま維持した状態で太陽電池モジュール７０を屋根１０の上面に設置するものである。

この方式は太陽電池モジュールを緊密に拘束する仕上げフレームを屋根に簡単に固定することによって具現することができるので、既存建物を解体するとか又は太陽電池モジュールの設置のために新しい構造物を別に建設する必要がない利点がある。しかし、この方式は、既存の建物屋根を維持した状態で太陽電池モジュール組立体を建物屋根の上面に設置するため、建物の外観が悪くなる欠点がある。また、この方式は、ボルトのような締結手段で屋根を貫通して仕上げフレームを固定することになるが、設置過程で不可避に発生する締結手段の貫通孔を通じて建物の内部に漏水が発生する問題がある。

このような従来太陽電池モジュール設置方式の問題点を解決するために、現在幅広く研究されているものが太陽電池モジュールそのものを建物の屋根として構成する建物一体型太陽光発電屋根（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ、ＢＩＰＶ）である。この方式は、建物の屋根そのものを太陽電池モジュール組立体で構成することにより、屋根建築のための費用を節減することができるとともに建物の外観を最初に意図したとおりに維持することができる利点がある。

しかし、今まで提案されている多くの技術は互いに独立的に作動する複数の太陽電池モジュールを単純に互いに連結する構造で屋根を構成しているという点で、雨降りによる建築物内部への漏水問題を根本的に解決することができない。さらに、太陽電池モジュールはその作動過程で相当な熱が発生するが、現在提案されている技術の大部分は屋根そのものを太陽電池モジュールに取り替える方向にのみ集中しているだけ、太陽電池モジュールから発生する熱を適切に除去することができる構造は全く提示することができておらず実現性が非常に低いという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、その目的は、太陽光発電過程で発生する熱を外部から流入する空気によってより効率的に除去することができるとともに建物内部の空気質を効果的に制御することができる建物一体型太陽光発電屋根を提供することにその目的がある。

本発明の他の目的は、太陽電池モジュールによって仕上げられる屋根の下側に満たされる断熱材の大きさに能動的に対応することができるとともに太陽電池モジュールによって仕上げられる屋根に作用する荷重を速かに分散させることができる建物一体型太陽光発電屋根を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、より簡単な構造で太陽電池モジュールによって仕上げられる屋根を通じて建築物の内部に浸透し得る漏水問題を防止することができる建物一体型太陽光発電屋根を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、互いに一定間隔で離隔して取り付けられる固定バー５、固定バー５の上部に固定結合されるベースパネル１０、ベースパネル１０の上部に取り付けられる断熱仕上げ材３０、互いに一定間隔で離隔して断熱仕上げ材３０の上部に固定的に取り付けられ、それぞれの上側左右には載置部４６が設けられる複数の主排水ガイド管４０、互いに一定間隔で離隔して配置され、主排水ガイド管４０と直交する複数の補助排水ガイド管５０、主排水ガイド管４０及び補助排水ガイド管５０によって区画される空間を密閉し、主排水ガイド管４０と補助排水ガイド管５０のそれぞれの上側に連続的に載置されて固定的に取り付けられる太陽電池モジュール６０、一連の太陽電池モジュール６０のうち最下端に位置する太陽電池モジュールの下側部位に設けられる下部吸気モジュール１、及び一連の太陽電池モジュール６０のうち最上端に位置する太陽電池モジュールの上側部位に設けられる上部排気モジュール３を含む建物一体型太陽光発電屋根であって、前記一連の太陽電池モジュール６０は不連続空間を挟んで複数の太陽電池モジュールグループに分離され、不連続空間には中間吸排気モジュール１００が取り付けられ、前記中間吸排気モジュール１００は、隣接した太陽電池モジュールグループ間の不連続空間に固定的に取り付けられて下部空間を密閉し、一側部位には複数の第１空気排出孔１２２が形成され、他側部位には複数の空気吸入孔１２６が形成される吸排気パネル１２０と；両端及び上部のそれぞれが開口し、開口した上端部位は吸排気パネル１２０の下面一側部位に固定結合され、下端部位は断熱仕上げ材３０の上面から垂直上方に一定間隔で離隔し、開口した両端部位は隣接した主排水ガイド管４０のそれぞれの排水路４２に載置されて連結され、互いに対向する第１側壁１４２、１４６には吸排気パネル１２０の第１空気排出孔１２２と連通する複数の第１空気移動孔１４３、１４７が形成される第１補助排水ガイド管１４０と；両端及び上部のそれぞれが開口して第１補助排水ガイド管１４０から一定間隔で離隔して位置し、開口した上端部位は吸排気パネル１２０の下面他側部位に固定結合され、下端部位は断熱仕上げ材３０の上面から垂直上方に一定間隔で離隔し、開口した両端部位は隣接した主排水ガイド管４０のそれぞれの排水路４２に載置されて連結され、互いに対向する第２側壁１６２、１６６のうち他側に位置する第２側壁１６６には吸排気パネル１２０の空気吸入孔１２６と連通する複数の第２空気移動孔１６７が形成される第２補助排水ガイド管１６０と；第１及び第２補助排水ガイド管１４０、１６０の間に位置し、上端部位は空気吸入パネル１２０の下面に固定結合され、下端部位は断熱仕上げ材３０の上面と密着する第１空気遮断板１８０とを含んでなることを特徴とする。

前記吸排気パネル１２０の第１空気排出孔１２２と空気吸入孔１２６との間には一定角度に傾いて形成される排水誘導面１２４が形成され、排水誘導面１２４の傾斜角θ１は太陽電池モジュール６０が取り付けられる傾斜角θ２より小さく形成されることができる。

前記中間吸排気モジュール１００の下部一側部位には、建物内部の空気を排気させるための換気モジュール２００が設けられることができる。

前記上部排気モジュール３は、複数の第２空気排出孔３２２が形成され、それぞれの角部位が隣接した主排水ガイド管４０のそれぞれの上端に設けられる載置部４６に取り付けられて下部空間を密閉する仕上げパネル３２０、及び仕上げパネル３２０の下方に一定間隔で離隔して位置し、一側部位には第２空気排出孔３２２と連通する第３空気移動孔３４３が形成され、両端部位は隣接した主排水ガイド管４０のそれぞれの排水路４２に載置されて連結されるガイドパネル３４０を含んでなることができる。

ここで、前記ガイドパネル３４０の上面には、一定の垂直高さを有する複数の逆流防止端３４６が互いに一定間隔で離隔して取り付けられることができる。

前記主排水ガイド管４０の上側に設けられる載置部４６は左右にそれぞれ水平に伸びて形成され、前記主排水ガイド管４０の下側に設けられる排水路４２は左右にそれぞれ分離されて形成され；前記補助排水ガイド管５０のそれぞれの両側端部は主排水ガイド管４０の排水路４２と連通することができる。

ここで、前記それぞれの主排水ガイド管１０の左右載置部４６に載置されて対向する太陽電池モジュール６０の端部の間に形成される空間は仕上げキャップ７０によって密閉されることができる。

前記ベースパネル１０の上面には複数のガイドレール２１が互いに一定間隔で離隔して固定結合され、それぞれのガイドレール２１の上側左右には長手方向にガイド溝２２が形成され、前記ガイドレール２１のガイド溝２２には複数の運動板２４が互いに一定距離で離隔して挿入され、前記それぞれの運動板２４には一定の垂直高さを有するレベルクリップ２４が結合され、隣接してそれぞれのガイドレール２１に取り付けられる前記レベルクリップ２４にはガイドレール２１と直交する間隔調節バー２８が結合され、前記断熱仕上げ材３０は間隔調節バー２８によって区画される空間に取り付けられることができる。

ここで、前記ベースパネル１０には下方に突出する段差部１２が備えられ、前記ガイドレール２１は前記段差部１２に載置されて固定されることができる。

本発明は、太陽電池モジュールの中央部位に吸排気手段を備えることで、上部及び下部のそれぞれに取り付けられる太陽電池モジュールのそれぞれに独立的に外部空気を流入させて太陽電池モジュールを冷却させる方式を提案することにより、建物の屋根を成す太陽電池モジュールが過熱しない状態で安定的に発電するようにする。

また、本発明は、吸排気手段の下部一側に建物内部の空気を外部に排出させることができる換気手段を付け加えることで、建物内部の空気をいつも快適な状態に維持することができ、太陽電池モジュールを連続して配置せずに太陽電池モジュールの間に吸排気パネルを配置することで、太陽電池モジュールの屋根への施工が完了した後、作業者が吸排気パネルを足場として使って、太陽電池モジュールの点検又は修理などを容易に行うことができる利点がある。

また、本発明は、ベースパネルにガイドレールを固定結合した後、固定バーがガイドレールに沿って前後方向に一定距離だけ移動するように構成することにより、断熱材が多様な幅を有していても固定バーの間に断熱材を非常に容易に満たすことが可能である。

また、本発明は、ベースパネルの上面に一定の剛性を有する複数のガイドレールを取り付けてベースパネルとガイドレールが組み合わせられた構造で太陽電池モジュールを支持するように構成することにより、強い外力が太陽電池モジュールに作用してもこれを非常に迅速で安全に分散させることが可能である。

また、本発明は、主排水ガイド管と補助排水ガイド管を互いに垂直に結合して空間を区画し、主排水ガイド管と補助排水ガイド管の各排水路が互いに連通するように結合した後、太陽電池モジュールを屋根仕上げ材で取り付け、その上側部位を仕上げキャップで密閉することにより、太陽電池モジュールで仕上げられた建物の屋根を通じて雨水が建物の内部に浸透する現象を根本的に防止するようにする。

本発明による一実施例による建物一体型太陽光発電屋根の概略的な外側構成図である。 図１に開示された建物一体型太陽光発電屋根の概略的な内側構成図である。 本発明による建物一体型太陽光発電屋根の概略的な内部構成図である。 図１のＣ部の拡大図である。 本発明による建物一体型太陽光発電屋根において中間吸排気モジュールの概略的な結合構成図である。 本発明による太陽光発電屋根において中間吸排気モジュールの概略的な外部構成図である。 本発明による太陽光発電屋根において中間吸排気モジュールの概略的な内部構成図である。 図６のＢ−Ｂ’線についての概略断面構成図である。 図１のＤ部の拡大図である。 本発明による建物一体型太陽光発電屋根において空気排出口の概略的な結合構成図である。 図１のＡ−Ａ’線についての概略断面構成図である。 図１１のＥ部の拡大図である。 図１１のＦ部の拡大図である。 従来の太陽光発電屋根の概略構成図である。

本発明による好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明すれば次のようである。本発明の実施例を詳述するに当たり、本発明の技術的特徴と直接的な関連性がないとかあるいは本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかな事項に対してはその詳細な説明を省略する。

図１〜図３のそれぞれは本発明の一実施例を示すもので、建物一体型太陽光発電屋根の概略的な外側及び内側構成図と内部構成図、図４は図１のＣ部の拡大図である。各図に開示されたように、本発明は、固定バー５、ベースパネル１０、断熱仕上げ材３０、主排水ガイド管４０及び補助排水ガイド管５０、太陽電池モジュール６０、下部空気モジュール１及び上部排気モジュール３、及び中間吸排気モジュール１００を含んでなる特徴がある。これらの各構成を具体的に説明する。

固定バー５は建物屋根において下側横方向への支持力を補強する手段で、横バーの形態で相互間に一定間隔で離隔して配置される複数でなる。固定バーは通常的なＣ形鋼でなることができる。

ベースパネル１０は固定バー５の上部に固定的に取り付けられる部分で、金属パネルでなることができ、図３のように複数の通孔が形成されることもできる。ベースパネルに通孔が形成されれば、吸音機能を向上させることができる。

また、ベースパネル１０には、成形作業によって互いに一定間隔で離隔して下方に突出する段差部１２が長手方向に形成されることもできる。段差部１２はベースパネル１０の剛性を増加させる手段で、ベースパネル１０に段差部１２が形成されれば、それぞれの段差部１２を互いに重ねた後、固定バー５の上部に載置して固定結合することが好ましい。

断熱仕上げ材３０は建物の屋根において断熱及び吸音を行う手段である。断熱仕上げ材は関連分野で広く知られた素材の中から任意に選択可能である。ベースパネル１０に複数の通孔が形成されれば、断熱仕上げ材３０の吸音機能は一層向上させることが可能であろう。

本発明は、このような断熱仕上げ材３０の設置において、図３及び図１２のそれぞれに開示したように、ガイドレール２１、運動板２３、レベルクリップ２４、及び間隔調節バー２８を用いる場合を排除しない。

ガイドレール２１は互いに一定間隔で離隔して位置し、略Ｖ字形構造をなし、ベースパネル１０の段差部１２に沿って長手方向に取り付けられる複数でなる。ガイドレール２１の上側左右のそれぞれには長手方向にガイド溝２２が形成される。ガイドレール２１は別途の締結手段によってベースパネル１０に固定結合される。

運動板２３はガイドレール２１の上側部位に形成されるガイド溝２２に挿入された状態でその内部に沿って水平方向に一定距離だけ滑走する部分である。各ガイドレール２１には複数の運動板２３が設けられ、どの程度、運動板を挿入するかはガイドレールの全長、断熱仕上げ材の幅などを総合的に考慮して決定することである。

レベルクリップ２４は運動板２３と結合されてガイドレール２１に沿って滑走する部分で、下側に形成される結合板２５及び結合板２５から垂直上方に突出する垂直板２６でなる。結合板２５は運動板２３と結合され、垂直板２６には挿入溝２７が形成される。

間隔調節バー２８は左右に隣り合うとともに相異なるガイドレール２１に取り付けられるレベルクリップ２４の挿入溝２７に挿入されて固定される。間隔調節バー２８が挿入溝２７に挿入されて固定されると、ガイドレール２１と直交する状態を成す。間隔調節バーは単一構造とすることができるのはもちろんのこと、一定の長さを有する複数の単位間隔調節バーが連続して連結される構造になることもできる。

間隔調節バー２８がレベルクリップ２４と結合すれば、ガイドレール２１に沿って水平方向に一定距離範囲内で移動する方式で互いに対向する間隔調節バー２８間の幅を調節することが可能である。ここで、間隔調節バーとレベルクリップ間の結合位置を調節することによって間隔調節バーを垂直上方に一定間隔で移動させることも可能であるのは言うまでもない。

このような間隔調節バーの作動構成によって、建物屋根において断熱仕上げ材の設置間隔を意図したとおりに調整することができるのは言うまでもなく、各空間別に大きさ及び厚さを異にする断熱仕上げ材が必要な場合又は互いに大きさ及び厚さを異にする断熱仕上げ材であっても基本設計の変更なしに建物の屋根に容易に設置することもできるようになる。

また、間隔調節バーを支持する複数のガイドレールが互いに一定間隔で離隔してベースパネルに沿って結合されることによって、建物の屋根（太陽電池モジュール）を介して伝達される外力が間隔調節バー及びガイドレールを介して固定バーに速かに分散されることができるので、建物の構造的安全性を向上させることができる。

間隔調節バー２８の上側部位には、長手方向に連続して折り曲げられた折曲端２９が形成される。この折曲端２９には、後述する主排水ガイド管４０が結合されて支持される。

主排水ガイド管４０は太陽光発電屋根を支持するとともに屋根を通じて流入し得る雨水を外部にガイドする第１手段で、間隔調節バー２８と直交する状態で間隔調節バー及び断熱仕上げ材の上側に沿って配置される複数でなる。図１３のように、各主排水ガイド管４０には排水路４２、載置部４６、及び垂直端４８が設けられる。

排水路４２は主排水ガイド管４０の下側左右に分離構造をなすように設けられる。図面符号４４は左右のそれぞれの排水路４２を形成する排水壁である。載置部４６は太陽電池モジュール６０の端部が載置される部分で、主排水ガイド管４０の上側から左右にそれぞれ水平に伸びる構造となる。垂直端４８は載置部４６に載置される太陽電池モジュールの端部が外力によって定位置を離脱することを防止するための手段である。

補助排水ガイド管５０は太陽光発電屋根を支持するとともに、屋根を通じて流入し得る雨水を外部にガイドする第２手段である。補助排水ガイド管５０は、図面のように、互いに一定間隔で離隔して配置される複数でなり、対向する主排水ガイド管４０に直交するように取り付けられ、特に両側端部のそれぞれが主排水ガイド管４０の下側左右に設けられる排水壁４４の上部に載置される。

この場合、互いに隣り合って対向する太陽電池モジュール間の隙間を通じて雨水が流入すれば、流入した雨水は補助排水ガイド管５０の排水路５２に沿って主排水ガイド管４０の排水路４２に誘導されて建物の外部に自然に排出できる。この時、補助排水ガイド管５０の左右垂直高さが差を有すれば、雨水の誘導がもっと容易になることができる。

太陽電池モジュール６０は建物の屋根方向に入射する太陽光を電気エネルギーに変換させる装置であって、関連業界に広く知られたように、複数の太陽電池セル、太陽電池セルを電気的に連結する電線、及び太陽電池セルを外部環境から保護するフィルム又は保護ガラスなどを含んでなることができ、各外側縁部は金属素材からなる仕上げフレームによって仕上げられる。

太陽電池モジュール６０は主排水ガイド管４０と補助排水ガイド管５０によって区画されるそれぞれの空間を密閉する。具体的に、各太陽電池モジュール６０の両側端部は互いに対向する主排水ガイド管４０の上側左右に設けられる載置部４６に載置され、主排水ガイド管４０の載置部４６に載置されていない各太陽電池モジュール６０の他の両側端部（より具体的には、各太陽電池モジュールの仕上げフレーム端部）は、図３のように、補助排水ガイド管５０の排水路５２に位置する。

一方、本発明は、太陽電池モジュール６０を設置するに当たり、一連の太陽電池モジュールが不連続空間を挟んで複数の太陽電池モジュールグループに分離された状態に取り付けられる構成を提案する。不連続空間は太陽電池モジュールが取り付けられていない空間で、左右に連続してなることができる。

図１には、このような構成のうち、下部から中央部位まで連続して固定的に取り付けられる一連の下部太陽電池モジュール６２、及び下部太陽電池モジュール６２から一定間隔で離隔して中央部位から上部まで連続して固定的に取り付けられる一連の上部太陽電池モジュール６６からなる場合が開示されている。

すなわち、太陽電池モジュール６０を連続して設置するものではなく、下部太陽電池モジュール６２と上部太陽電池モジュール６６とに分離することにより、上、下部太陽電池モジュール６６、６２の間に太陽電池モジュールが取り付けられていない不連続空間を形成するものである。この不連続空間は後述する中間吸排気モジュール１００の設置のための空間である。図面には単一の不連続空間が形成された場合を示しているが、これとは違い、本発明は不連続空間が複数形成される場合を排除しない。これは、設置される太陽電池モジュールの個数、放熱による空気の容易な循環程度などを総合的に考慮して決定することである。

中間吸排気モジュール１００は加熱された空気の排出及び外部空気の流入のための手段であって、吸排気パネル１２０、第１補助排水ガイド管１４０、第２補助排水ガイド管１６０、及び第１空気遮断板１８０からなることができる。図４及び図５、及び図６〜図８のそれぞれに基づいて中間吸排気モジュール１００の構成を具体的に説明する。

吸排気パネル１２０は下部太陽電池モジュール６２と上部太陽電池モジュール６６間の空間に固定的に取り付けられて下部空間を密閉し、第１空気排出孔１２２及び空気吸入孔１２６が形成される。第１空気排出孔１２２は加熱された空気が排出される部分で、下部太陽電池モジュール６２と隣り合う吸排気パネル１２０の一側部位に複数形成される。空気吸入孔１２６は外部空気が流入する部分で、上部太陽電池モジュール６６と隣り合う吸排気パネル１２０の他側部位に複数形成される。

吸排気パネル１２０の両端部位は下方に折り曲げられることができ、図５に開示したように、その一端部位は下部太陽電池モジュール６２の最上端に位置する太陽電池モジュールの端部部位が載置される補助排水ガイド管５０に挿入されて固定され、その他端部位は上部太陽電池モジュール６２の最下端に位置する太陽電池モジュールの端部部位が載置される補助排水ガイド管５０に挿入されて固定されることができる。

本発明による吸排気パネルは一定厚さを有する金属板材でなることができる。これにより、太陽光発電屋根の施工が完了した後、太陽電池モジュールの点検が必要であるとかあるいは修理又は交替が必要な場合、作業者が吸排気パネルを足場として用いて点検又は修理などが必要な地点まで容易に移動することができるようになる。

第１補助排水ガイド管１４０は過熱した空気を外部に排出するとともに吸排気パネル１２０の第１空気排出孔１２２を通じて流入する雨水を誘導する手段であって、両端及び上部のそれぞれは開口している。ここで、開口した上端部位は吸排気パネル１２０の下面一側部位に固定結合され、下端部位は、図２のように、断熱仕上げ材３０の上面から垂直上方に一定間隔で離隔され、開口した両端部位は、図５のように、隣接した主排水ガイド管４０のそれぞれの左右排水路４２に載置されて連結される。

また、第１補助排水ガイド管１４０の互いに対向する第１側壁１４２、１４６のそれぞれには複数の第１空気移動孔１４３、１４７が形成される。第１空気移動孔１４３、１４７のそれぞれは吸排気パネル１２０の第１空気排出孔１２２と連通する。よって、後述する空気流入口７２に流入する外部空気は下部太陽電池モジュール６２を構成する各太陽電池で発生する熱を吸収し、一定温度以上に過熱すれば、第１空気排出孔１２２を通じて外部に排出される。

一方、第１空気排出孔１２２が外部に露出されているため、これを通じて雨水が流入することができる。第１空気排出孔１２２を通じて雨水が流入すれば、流入した雨水は第１補助排水ガイド管１４０に沿って誘導され、最終的に主排水ガイド管４０を通じて外部に排出される。よって、第１空気排出孔１２２を通じて流入する雨水による建物内部への漏水は根本的に排除される。

第２補助排水ガイド管１６０は外部から空気を流入させるとともに吸排気パネル１２０の空気吸入孔１２６を通じて流入する雨水を誘導する手段であり、両端及び上部のそれぞれが開口して第１補助排水ガイド管１４０から一定間隔で離隔して位置する。ここで、開口した上端部位は吸排気パネル１２０の下面他側部位に固定結合され、下端部位は、図４のように、断熱仕上げ材３０の上面から垂直上方に一定間隔で離隔し、開口した両端部位は、図４のように、隣接した主排水ガイド管４０のそれぞれの排水路４２に載置されて連結される。

また、第２補助排水ガイド管１６０の互いに対向する第２側壁１６２、１６６のうち、上部太陽電池モジュール６６と隣り合って他側に位置する第２側壁１６６には複数の第２空気移動孔１６７が形成される。第２空気移動孔１６７は吸排気パネル１２０の空気吸入孔１２６と連通する。これにより、空気吸入孔１２６を通じて流入する外部空気は上部太陽電池モジュール６６を構成する各太陽電池で発生する熱を吸収し、空気が一定温度以上に過熱すれば、後述する空気排出口７６を通じて外部に排出される。第１及び第２補助排水ガイド管１４０、１６０は金属素材でなることが好ましい。

第１空気排出孔１２２と同様に、空気吸入孔１２６も外部に露出されているため、これを通じて雨水が流入することができる。空気吸入孔１２６を通じて雨水が流入すれば、流入した雨水は第１補助排水ガイド管１４０に沿って誘導され、最終的に主排水ガイド管４０を通じて外部に排出されることは第１空気排出孔１２２の場合と同様である。

一方、本発明は、吸排気パネル１２０の第１空気排出孔１２２と空気吸入孔１２６の間に排水誘導面１２４が一定角度に傾いて形成される場合を排除しない。ここで、図６に開示したように、排水誘導面１２４の傾斜角θ１は太陽電池モジュール６０が取り付けられる傾斜角θ２より小さな角度に形成されることが好ましい。これは、排水誘導面１２４に沿って誘導される雨水が空気吸入孔１２６の周りで停滞する現象を防止するためである。

第１空気遮断板１８０は下部太陽電池モジュール６２の各太陽電池で発生した熱を吸収した過熱空気が上部太陽電池モジュール６６の方向に移動することができないように遮断する手段であって、第１及び第２補助排水ガイド管１４０、１６０の間に位置する。ここで、第１空気遮断板１８０の上端部位は空気吸入パネル１２０の下面に固定結合され、その下端部位は、図２のように、仕上げ材３０の上面と密着する。第１空気遮断板１８０が介在されることにより、下部太陽電池モジュール６２を経て過熱した空気はそれ以上移動することができずに外部に排出され、新しい外部空気が流入して上部太陽電池モジュール６６の各太陽電池で発生する熱を吸収するようになる。

下部吸気モジュール１及び上部排気モジュール３のそれぞれは外部空気が流入し、太陽電池モジュールで発生する熱を吸収して過熱した空気が排出される部分である。下部吸気モジュール１は太陽電池モジュール６０のうち最下端に位置する太陽電池モジュールの下側部位に設けられ、複数の空気流入孔（図面符号は示さない）が形成されて太陽電池モジュールの下端部位を仕上げる金属板材でなることができる。

一方、本発明は上部排気モジュール３が仕上げパネル３２０及びガイドパネル３４０を含んでなる場合を提案する。これらの各構成を図９及び図１０のそれぞれに基づいて説明する。

仕上げパネル３２０は一連の太陽電池モジュール６０のうち最上端に位置する太陽電池モジュールの上側部位に設けられて下部空間を密閉する手段であって、図１のように、太陽電池モジュール６０が上、下部太陽電池モジュール６２、６６に分離されて構成される場合には上部太陽電池モジュール６６の最上端に位置して下部空間を密閉する。仕上げパネル３２０には過熱した空気が排出される複数の第２空気排出孔３２２が形成される。第２空気排出孔３２２は図面のように上部側（建物屋根の棟側）に形成されることが好ましい。これは、第２空気排出孔３２２を通じて浸透する雨水が第３空気移動孔３４３に流入することを防止するためである。

仕上げパネル３２０は図面のように固定フレーム３１０に取り付けられることができる。固定フレーム３１０は主排水ガイド管４０の上側に設けられる載置部４６に取り付けられることができる。この場合、上部太陽電池モジュール６６の最上端に位置する太陽電池モジュールが載置される主排水ガイド管を上方に一定長さだけ延ばして固定フレームを取り付ける。ここで、仕上げパネル３２０の各角部位は図面のように折り曲げられて固定フレーム３１０に結合されることができる。固定フレーム３１０は仕上げパネル３２０の形状に対応して形成されることができ、図面には断面“ロ”字形の構造になる固定フレームの一例が開示されているが、これとは違い、互いに対向する一対のバー構造になることもできる。

本発明による仕上げパネルは一定厚さを有する金属板材でなることができる。よって、前述した吸排気パネルと同様に、太陽光発電屋根の施工が完了した後、太陽電池モジュールの点検が必要であるとかあるいは修理又は交替が必要な場合、作業者が仕上げパネルを足場として用いて点検又は修理などが必要な地点まで容易に移動することが可能である。

ガイドパネル３４０は空気の移動をガイドし、流入する雨水を外部に誘導する手段であって、仕上げパネル３２０の下方に一定間隔で離隔して位置し、その一側部位には第３空気移動孔３４３が形成され、その両端部位は隣接した主排水ガイド管４０のそれぞれの排水路４２に載置されて連結される。第３空気移動孔３４３は仕上げパネル３２０に形成される第２空気排出孔３２２と連通する。仕上げパネル３２０の第２空気排出孔３２２に流入する雨水はガイドパネル３４０によって案内されて主排水ガイド管４０の排水路４２に誘導される。

第３空気移動孔３４３が形成される部位は、図面のように、一定角度に傾いて形成されることもできる。この場合、第２空気排出孔３２２を通じて流入する雨水が下方に流れることを防止することができるのはもちろんのこと、第３空気移動孔３４３の下部空間を確張して、過熱した空気の排出をさらに容易にすることができる。

ガイドパネル３４０の上面には逆流防止端３４６がさらに取り付けられることができる。逆流防止端４３６は第２空気排出孔３２２に流入した雨水を主排水ガイド管４０に誘導して、下方に流れないようにする手段である。逆流防止端３４６は一定の垂直高さを有して空気の移動は邪魔せずに逆流を防止するように構成されることが好ましく、互いに一定間隔で離隔して取り付けられる複数でなることができる。

一方、第３空気移動孔３４３から一定距離だけ離れたガイドパネル３４０の下部には第２空気遮断板３６０が設けられることができる。第２空気遮断板３６０は過熱した空気が仕上げパネル３２０とガイドパネル３４０間の空間に移動するように制御する手段であって、その上端部位はガイドパネル３４０の下面に固定結合され、その下端部位は断熱仕上げ材３０の上面と密着する。

また、本発明は換気モジュール２００を備える場合を排除しない。換気モジュール２００は建物内部の空気を換気させるための手段であって、図１及び図２のそれぞれに開示したように、換気モジュール２００は中間吸排気モジュール１００の下部一側部位、特に太陽電池モジュール６０が上、下部太陽電池モジュール６２、６６で構成される場合には、下部太陽電池モジュール６２の上側部位に設けられることが好ましい。これは、換気モジュールを通じて空気が排出されるとき、下部太陽電池モジュール６２の熱を吸収して移動する空気と一緒に外部に容易に排出されることができるからである。図面に開示されてはいないが、換気モジュールは空気排出口３の下部一側部位にも取り付けられることができる。

換気モジュール２００が備えられれば、建物内部で発生する熱又はほこりなどを外部に速かに排出させることができるので、建物の内部が常時快適な状態を維持することができるようになる。換気モジュールは、図面に開示したように、複数のブレードで構成された、開閉可能な通常的な換気手段でなることができる。

このような本発明の吸排気に関連した作動構成を添付図面の図１１に基づいて概略的に説明する。

まず、外部から空気が下部吸気モジュール１を通じて流入すれば（１）、流入した空気は下部太陽電池モジュール６２と断熱仕上げ材３０間の空間を通じて移動しながら下部太陽電池モジュールを成すそれぞれの太陽電池で発生する熱を吸収する（２）。太陽電池で発生する熱を吸収して過熱した空気は第１空気遮断板１８０によってそれ以上移動することができず、第１補助排水ガイド管１４０の第１空気移動孔１４３、１４７のそれぞれを通じて第１補助排水ガイド管１４０に進入してから吸排気パネル１２０の第１空気排出孔１２２を通じて順次外部に排出される（３、４）。

このような過程が順次つながることにより、下部太陽電池モジュール６２は流入する外部空気によって一定温度以上過熱せずに安定的に発電するようになる。仮に、換気モジュール２００が開放すれば、このような外部空気による循環過程によって建物内部の空気が換気モジュール２００を通じて外部に排出されることにより、建物内部の空気は快適な状態を安定的に維持することができるのは明らかである。

一方、下部吸気モジュール１を通じての外部空気の流入とは別個に、吸排気パネル１２０の空気吸入孔１２６を通じて外部空気が流入する（５）。空気吸入孔１２６を通じて流入した空気は第２補助排水ガイド管１６０の第２空気移動孔１６７を通じて上部太陽電池モジュール６６と断熱仕上げ材３０間の空間に進入して棟部位に移動する（６、７）。この過程で、空気は上部太陽電池モジュール６６を成すそれぞれの太陽電池で発生する熱を吸収しながら過熱する。

移動過程で過熱した空気は棟の周りで第２空気遮断板３６０によって移動経路が制御されることによって、ガイドパネル３４０の第３空気移動孔３４３を通じてガイドパネル３４０と仕上げパネル３２０間の空間に進入した後（８）、仕上げパネル３２０に形成される複数の第２空気排出孔３２２を通じて外部に排出される（９）。

このように、上、下部太陽電池モジュール６２、６６の間に設けられる空気吸入孔１２６を通じて新しい外部空気が持続的に流入し、このような流入及び排出過程が順次繰り返されることにより、上部太陽電池モジュール６２も流入する外部空気によって一定温度以上に過熱せずに安定的に発電するようになるものである。

仕上げキャップ７０は各主排水ガイド管４０の載置部４６に載置されて対向する太陽電池モジュール６０の端部間に形成される空間を密閉して、その空間を通じて雨水が建物の内部に流入することを防止する手段である。仕上げキャップは合成樹脂素材でなることが好ましい。

以上で本発明の好適な実施例に基づいて説明したが、これは単に例示であるだけ、本発明はこれに限定されずに多様な方法で変更して実施することができ、さらに開示された技術的思想に基づいて別個の技術的特徴を付加して実施することができるのは明らかであると言える。

Claims (9)

1. 互いに一定間隔で離隔して取り付けられる固定バー（５）、固定バー（５）の上部に固定結合されるベースパネル（１０）、ベースパネル（１０）の上部に取り付けられる断熱仕上げ材（３０）、互いに一定間隔で離隔して断熱仕上げ材（３０）の上部に固定的に取り付けられ、それぞれの上側左右には載置部（４６）が設けられる複数の主排水ガイド管（４０）、互いに一定間隔で離隔して配置され、主排水ガイド管（４０）と直交する複数の補助排水ガイド管（５０）、主排水ガイド管（４０）及び補助排水ガイド管（５０）によって区画される空間を密閉し、主排水ガイド管（４０）と補助排水ガイド管（５０）のそれぞれの上側に連続的に載置されて固定的に取り付けられる太陽電池モジュール（６０）、一連の太陽電池モジュール（６０）のうち最下端に位置する太陽電池モジュールの下側部位に設けられる下部吸気モジュール（１）、及び一連の太陽電池モジュール（６０）のうち最上端に位置する太陽電池モジュールの上側部位に設けられる上部排気モジュール（３）を含む建物一体型太陽光発電屋根であって、
   前記一連の太陽電池モジュール（６０）は不連続空間を挟んで複数の太陽電池モジュールグループに分離され、不連続空間には中間吸排気モジュール（１００）が取り付けられ、前記中間吸排気モジュール（１００）は、
   隣接した太陽電池モジュールグループ間の不連続空間に固定的に取り付けられて下部空間を密閉し、一側部位には複数の第１空気排出孔（１２２）が形成され、他側部位には複数の空気吸入孔（１２６）が形成される吸排気パネル（１２０）と；
   両端及び上部のそれぞれが開口し、開口した上端部位は吸排気パネル（１２０）の下面一側部位に固定結合され、下端部位は断熱仕上げ材（３０）の上面から垂直上方に一定間隔で離隔し、開口した両端部位は隣接した主排水ガイド管（４０）のそれぞれの排水路（４２）に載置されて連結され、互いに対向する第１側壁（１４２、１４６）には吸排気パネル（１２０）の第１空気排出孔（１２２）と連通する複数の第１空気移動孔（１４３、１４７）が形成される第１補助排水ガイド管（１４０）と；
   両端及び上部のそれぞれが開口して第１補助排水ガイド管（１４０）から一定間隔で離隔して位置し、開口した上端部位は吸排気パネル（１２０）の下面他側部位に固定結合され、下端部位は断熱仕上げ材（３０）の上面から垂直上方に一定間隔で離隔し、開口した両端部位は隣接した主排水ガイド管（４０）のそれぞれの排水路（４２）に載置されて連結され、互いに対向する第２側壁（１６２、１６６）のうち他側に位置する第２側壁（１６６）には吸排気パネル（１２０）の空気吸入孔（１２６）と連通する複数の第２空気移動孔（１６７）が形成される第２補助排水ガイド管（１６０）と；
   第１及び第２補助排水ガイド管（１４０、１６０）の間に位置し、上端部位は空気吸入パネル（１２０）の下面に固定結合され、下端部位は断熱仕上げ材（３０）の上面と密着する第１空気遮断板（１８０）とを含んでなることを特徴とする、建物一体型太陽光発電屋根。
2. 前記吸排気パネル（１２０）の第１空気排出孔（１２２）と空気吸入孔（１２６）との間には一定角度に傾いて形成される排水誘導面（１２４）が形成され、排水誘導面（１２４）の傾斜角（θ１）は太陽電池モジュール（６０）が取り付けられる傾斜角（θ２）より小さく形成されることを特徴とする、請求項１に記載の建物一体型太陽光発電屋根。
3. 前記中間吸排気モジュール（１００）の下部一側部位には、建物内部の空気を排気させるための換気モジュール（２００）が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の建物一体型太陽光発電屋根。
4. 前記上部排気モジュール（３）は、複数の第２空気排出孔（３２２）が形成され、それぞれの角部位が隣接した主排水ガイド管（４０）のそれぞれの上端に設けられる載置部（４６）に取り付けられて下部空間を密閉する仕上げパネル（３２０）、及び仕上げパネル
   （３２０）の下方に一定間隔で離隔して位置し、一側部位には第２空気排出孔（３２２）と連通する第３空気移動孔（３４３）が形成され、両端部位は隣接した主排水ガイド管（４０）のそれぞれの排水路（４２）に載置されて連結されるガイドパネル（３４０）を含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の建物一体型太陽光発電屋根。
5. 前記ガイドパネル（３４０）の上面には、一定の垂直高さを有する複数の逆流防止端（３４６）が互いに一定間隔で離隔して取り付けられることを特徴とする、請求項４に記載の建物一体型太陽光発電屋根。
6. 前記主排水ガイド管（４０）の上側に設けられる載置部（４６）は左右にそれぞれ水平に伸びて形成され、前記主排水ガイド管（４０）の下側に設けられる排水路（４２）は左右にそれぞれ分離されて形成され、前記補助排水ガイド管（５０）のそれぞれの両側端部は主排水ガイド管（４０）の排水路（４２）と連通することを特徴とする、請求項１に記載の建物一体型太陽光発電屋根。
7. それぞれの前記主排水ガイド管（４０）の載置部（４６）に載置されて対向する太陽電池モジュール（６０）の端部の間に形成される空間は仕上げキャップ（７０）によって密閉されることを特徴とする、請求項６に記載の建物一体型太陽光発電屋根。
8. 前記ベースパネル（１０）の上面には複数のガイドレール（２１）が互いに一定間隔で離隔して固定結合され、それぞれのガイドレール（２１）の上側左右には長手方向にガイド溝（２２）が形成され、前記ガイドレール（２１）のガイド溝（２２）には複数の運動板（２３）が互いに一定距離で離隔して挿入され、それぞれの前記運動板（２３）には一定の垂直高さを有するレベルクリップ（２４）が結合され、隣接してそれぞれのガイドレール（２１）に取り付けられる前記レベルクリップ（２４）にはガイドレール（２１）と直交する間隔調節バー（２８）が結合され、前記断熱仕上げ材（３０）は間隔調節バー（２８）によって区画される空間に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の建物一体型太陽光発電屋根。
9. 前記ベースパネル（１０）には下方に突出する段差部（１２）が備えられ、前記ガイドレール（２１）は前記段差部（１２）に載置されて固定されることを特徴とする、請求項８に記載の建物一体型太陽光発電屋根。